库伦定理电场强度

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电磁学,1,经典电磁理论简史,17,世纪,19,世纪,古代中国指南针,1600,年（英）吉伯特,论磁石,1672,年（德）格里克第一台起电机（摩擦起电）,1729,年（英）格雷证明人体导电,1745,年（荷兰）克莱斯特发明莱顿瓶,17851799,年（法）库仑定律,1750,年富兰克林研究闪电,2,*,电流的发现,1791,年,(,意大利,),伽伐尼,论肌肉运动中的电作用,1791,年（意大利）伏打电池,*,法拉第电解定律：,电化克当量,96500,库仑,/,克,*,欧姆定律：,U=IR,*,焦耳定律 ：,P=IR,2,*,电磁的相互转化,19,世纪人们普遍接受自然力统一的观点,有意识地寻找,1820,年（丹麦）奥斯特发现通电直导线的磁场,1820,年（法）安培发现通电导线之间的磁场,安培定律（相互作用）分子电流,3,1831,年，法拉第电磁感应定律,1865,年，麦克斯韦电磁理论,统一电磁理论（电、磁、光的统一）实现了人类对自然认识的又一次综合，标志经典物理学的成熟。,经典电磁理论对当时社会生产起到巨大推动力作用，而社会生产实践反过来对电磁理论提出了新的挑战。此后，经典电磁理论发展成现代的电磁理论。,1820,年，毕奥萨伐尔定律,4,内容：,一.静电场及基本,性质,二.稳恒电流的磁场及基本,性质,三.电磁感应现象及,规律,四.,Maxwell,电磁场方程组,思路：,实验规律,场的性质,场与物质的相互作用,5,静电场,电荷,电场和电场强度,库仑定律与静电场的计算,电场线和电通量,高斯定理,利用高斯定理求静电场分布,导体的静电平衡,电场对电荷的作用力,6,两种电荷,+e; -e positive negative,电荷,Electric Charge,电荷量子化：,Q=ne,基本单位,e=1.602 10,-19,C,(,库仑,),宏观物体,Qe ,近似连续分布,电荷守恒定律,电荷的相对论不变性,在不同参照系观察同一粒子,Q,不变,点电荷 理想模型,7,带电木梳吸水,海底探雷,8,静电除尘,静电喷漆,9,试验,电场强度,电场,电荷,电荷,激发,激发,作用,作用,场源,电场和电场强度,10,早期：电磁理论是,超距,作用理论,后来,:,法拉第提出,近距,作用,并提出,力线,和,场,的概念,电场,(electric field),电荷周围存在电场,1.,电场的宏观表现,对放其内的任何电荷都有作用力,电场力对移动电荷作功,（电场强度）,（电势）,11,注意：,并非一定有,q,0,才有,E,，,反映场的特性,。,q,0,可正可负,一般用单位试验电荷,q,0,=1C,。,E,一般与所在位置有关。,q,0,在外场,E,中所受电场力为,F=,q,0,E,。,12,电场叠加,原理,：,某点电场强度等于每个电荷单独存在时在该点所产生的电场强度的矢量和。,13,实验：,0,=,8.8510,-12,C,2,N,-1,m,-2,真空介电常数,库仑定律与静电场的计算,14,库仑定律,1785,年，库仑通过扭称实验得到。,1.,表述,在,真空,中， 两个,静止点电荷,之间的相互作用,力大小，与它们的,电量的乘积成正比,，与它们,之间,距离的平方成反比,；作用力的方向沿着它,们的联线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。,15,电力叠加原理：,两个点电荷之间的相互作用力不因第三个点电荷的存在而改变,因此，多个点电荷对某一点电荷的作用力,等于各个点电荷单独存在时对该点电荷的,作用力的矢量和。,16,特点：非均匀,而且,球对称分布。,1.,点电荷,Q,激发,的电场,真空,+Q,若,Q,为负电荷？,静止点电荷的电场及其叠加,17,2.,点电荷系,(,Q,1,Q,2,Q,i,Q,n,),的电场,方向：由,n,个矢量合成。,q,o,Q,1,场强迭加原理：,Q,2,Q,3,18,例,求,电偶极子在中垂线上的,p,点的,E,大小。,p,r,19,把连续带电体,q,看作由点电荷,dq,组成,取元,dq,:,线分布,面分布,体分布,3.,带电体,q,的电场,dl,均匀带电线密度,dS,均匀带电面密度,dV,均匀带电体密度,20,求,dE,:,一般大小和方向,不同的,。,dq,各,dq,在场点,p,所激发的,dE,，,q,21,求,E,:,大小：,方向：,指出与某坐标的夹角,2.,对同一方向的分量求和,:,求整个带电体,q,在场点,p,产生的,E,可考虑对称性,1.,将,分解为,dE,x,，,dE,y,，,dE,z,22,解,: ,取,dq=,l,dl,整段棒激发的,E,：,dq,激发的,dE,:,大小方向均各异,例,已知,l,、,q,1,、,q,2,、,a,求均匀带电细棒所激发的,P,处电场。,2,1,dE,q,r,dl,23,2,1,q,r,24,无限长带电直线,2,1,q,1,=0,q,2,=p,有限长,带电直线,在 点,柱对称,25,例,求均匀带电圆环,在,轴线上任一点,p,的场强,已知,R,、,q,解,取,dq,整个圆环,q,激发的电场,E,dE,x,= dE,cos,x,o,p,dq,激发的,dE,大小,:,dE,y,= dE,sin,环心处,E=,？,=0,26,已知,s,、,R,解：,取元,dq=,s,dS,方向,x,例,均匀带电圆盘在轴线上一点场强,各,dq,激发,x,r,=,s,2,p,rdr,整个圆盘,27,均匀带电圆盘在轴线上一点场强：,28,思考：,能否由上述结论，求无限大均匀带电平面,s,外,一点场强？,-s,s,两块等量异号？,均匀场,29,作业,补充：半径为,R,的圆形带电导线，其带电线密度为,=,0,cos,。求圆心,o,的电场强度大小及方向。,O,30,解：,取元,dq=,dl=,R,d,例,半径为,R,的圆形带电导线，,其带电线密度为,=,0,cos,。,求圆心,o,的电场强度大小及方向。,O,X,Y,各,dq,激发,31,(3),各分量,O,X,Y,圆心电场为,32,0,l,l,p,r,dq,dq,范围,:,-L/2L/2,dq,=l,d l,q,dq,带电圆中心电场强度为零,近似于,负的点,电荷,的电场,33,